双相不锈钢的特性及应用

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：表7-2列出奥氏体、双相不锈钢在不同介质中的耐应力腐蚀性能的比较。试验结果表明，双相不锈钢的耐应力腐蚀性能远高于奥氏体不锈钢。双相不锈钢由于晶粒细小，屈服强度很高，其冷成形性能低于中铬铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢。图7-2 相比例对双相不锈钢高温下塑性的影响

1.双相不锈钢的力学性能特点

由于双相不锈钢具有细小的组织结构，含有较多的氮、钼等强化元素，因此其强度，特别是屈服强度，远高于铁素体和奥氏体不锈钢。表7-1列出铁素体、奥氏体、双相不锈钢的室温力学性能比较。从表中数据可以看出，双相不锈钢的塑性低于而强度高于铁素体和奥氏体不锈钢。

表7-1 铁素体、奥氏体、双相不锈钢的室温力学性能比较

双相不锈钢继承了铁素体不锈钢的475℃脆性、中温脆性和高温脆性。在此三种温区内进行加工和热处理应注意冷却速度的控制。

2.双相不锈钢的耐蚀性特点

双相不锈钢中含碳量很低、并含有较多的铬、钼、氮等元素，以及微细的双相组织结构，使双相不锈钢兼容了铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的耐蚀性等优点，成为具有优良的耐点蚀、耐应力腐蚀、耐缝隙腐蚀等性能的不锈钢。表7-2列出奥氏体、双相不锈钢在不同介质中的耐应力腐蚀性能的比较。试验结果表明，双相不锈钢的耐应力腐蚀性能远高于奥氏体不锈钢。同样，在耐孔蚀性能方面也是如此。从图7-1可以看出：在相同的介质中，双相不锈钢的临界孔蚀温度远高于304L和316L等奥氏体不锈钢。

表7-2 奥氏体、双相不锈钢耐应力腐蚀性能的比较

此外，在耐缝隙腐蚀和耐腐蚀疲劳性能等方面，双相不锈钢的耐蚀性均超过奥氏体镍铬不锈钢，并能有效地替代了304L、316L等钢号。

3.双相不锈钢的焊接特点

由于双相不锈钢具有α+γ双相组织结构，与奥氏体不锈钢相比，焊接热裂纹敏感性显著下降；与铁素体不锈钢相比，焊缝和热影响区金属的脆化倾向减弱。因此，双相不锈钢具有较好的焊接性，可以适应多种焊接方法。

4.双相不锈钢的冷、热加工特性

双相不锈钢的热塑性低于铁素体和奥氏体不锈钢。因为高温下α相变形抗力小，γ相变形抗力大，高温变形时，铁素体变形量大于奥氏体，两相界面处产生应力差导致裂纹，降低了双相不锈钢的热塑性。

图7-1 中性氯化物溶液中Cl-含量与不同钢种的临界孔蚀温度的关系

图7-2示出相比例对双相不锈钢高温下塑性的影响。从图中曲线可以看出：在双相不锈钢高温变形的温区内，当保持α相与γ相的体积分数比在ab或cd区域时，具有最佳的高温塑性。双相不锈钢在室温下，α与γ相大体上各占50%。随着温度升高，奥氏体减少、铁素体增多。如何控制不同钢号的α和γ相组成达到理想含量是比较困难的，这就是双相不锈钢热加工工艺的难点。

生产实践总结：双相不锈钢的热加工温度上限为1050℃，最佳为1000℃，下限为900℃，即在较低温度和较窄温度区间完成热加工。

双相不锈钢由于晶粒细小，屈服强度很高，其冷成形性能低于中铬铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢。

综上所述，双相不锈钢的强度和耐蚀性等优于铁素体和奥氏体不锈钢；热加工塑性和冷成形性能比铁素体和奥氏体不锈钢差；焊接性优于铁素体不锈钢，与奥氏体不锈钢相当。

图7-2 相比例对双相不锈钢高温下塑性的影响

双相不锈钢的特性及应用

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